Materi Kuliah Neraca Panas

7/29/2019 Materi Kuliah Neraca Panas

1/33

IMAM SYAFRIL

Program Studi DIII Teknik Kimia

FTI - ITS

PENDAHULUA

N THERMOFISIKA

PROGRAM PEMBELAJARAN

MAHASISWA DIII TEKNIK KIMIA

FTI-ITS


2/33

Materi yang dipelajari

DIFINISI_DIFINISI

Termo Fisika ; Panas

Energi ; kinetik ; potensial

Kapasitas panas ; kapasitas panas spesifik ;

Panas sensibel

Panas laten

Evaluasi EnthalpyAplikasi membuat Neraca Panas


3/33

Difinisi TERMOFISIKA

Termofisika adalah

cabang dari ilmu kimia yang mempelajari

hubungan antara sifat fisis suatu zat atau

senyawa dengan PANAS. studi tentang perubahan energi.


4/33

Difinisi PANAS

Panas:

Perpindahan energi termal diantara suatu benda pada

temperatur yang berbeda.

Bentuk energi yang mengalir diantara 2 objek karenaperbedaan temperatur

Temperatur: suatu ukuran dari energi termalTemperatur Energi Termal

900C 400C


5/33

Difinisi PANAS

Satuan energi panas:

JOULE (J) satuan SI

1 calorie (cal) =

Jumlah panas yang diperlukan untuk

menaikkan 1 gram air sebesar 1 oC.

1000 cal = 1 kilocalorie = 1 kcal

1 cal = 4.184 joules

James Joule

1818-1889


6/33

Difinisi ENERGI

Energi merupakan Kapasitas untuk melakukan kerja atau mentransfer energi

panas.

Bentuk lain dari energi

light electrical

kinetic and potential

Energi Kinetik : energi dari partikel-partikel yang bergerak

Energi potensial : energi yang disimpan (misal sebagai energi kimia _energi

yang disimpan dalam ikatan kimia suatu senyawa)


7/33

Energi Potensial Energi Kinetik

translate

rotate

vibrate
http://xbeams.chem.yale.edu/~batista/113/movies/06m04an1.movhttp://xbeams.chem.yale.edu/~batista/113/movies/06m04an1.movhttp://xbeams.chem.yale.edu/~batista/113/movies/06m04an1.movhttp://xbeams.chem.yale.edu/~batista/113/movies/06m04an1.movhttp://xbeams.chem.yale.edu/~batista/113/movies/06m04an3.movhttp://xbeams.chem.yale.edu/~batista/113/movies/06m04an2.movhttp://xbeams.chem.yale.edu/~batista/113/movies/06m04an1.mov


8/33

Difinisi KAPASITAS PANAS

Kapasitas panas (Cp)

Jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan

suatu temperatur objek 1 derajat .

Cp suatu objek tergantung pada massa dankomposisi kimia dari objeknya.

Which has the larger heat capacity?


9/33

Persamaan Kapasitas Panas

Cp = a + b T + c T

2

1

T

TpdTcq

12

22

1 )(

TT

dTcTbTaCp

T

T

m


10/33

Persamaan Kapasitas Panas

)(

3

)(

2

2

112

2

212 TTTTc

TTb

aCpm


11/33

SPECIFIC HEATS OF MATERIALS

Gambar 63 Specific Heats of common elements and cokes

Gambar 64 Specific Heats of some common oxides

Gambar 65 Specific Heats of some calcium compounds

Gambar 67 Specific Heats of aqueous solutions of acids at

20 C

Gamjbar 68 Specific Heats of aqueous solutions of bases at

20 C

Gambar 69 Specific Heats of aqueous solutions of chlorides at20 C

Gambar 70 Specific Heats of aqueous solutions of sulfates at

20 C

Gambar 71 Specific Heats of aqueous solutions of nitrates at

20 C


12/33

Bomb Calorimeter


13/33

Kalorimeter

Alat ukur perubahan energi panas dalam satuankalori.

Panas yang merupakan energi kinetik partikel-partikel suatu senyawa tidak dapat diukur secaralangsung, tetapi efeknya pada temperatur airdapat diamati dan diukur.

Q = (m)(c)(

T)dimana m = massa air,

Cp = panas spesifik air (1.00 cal/g x oC), dan

T = perubahan temperatur


14/33

Difinisi PANAS REAKSI

Panas reaksi kimia :

Panas yang diabsorbsi untuk terjadinya reaksi

kimia atau sama dengan perubahan enthalpy

sistem untuk reaksi yang berlangsung padatekanan konstan.

Panas ini tergantung pada zat yang bereaksi dan

keadaan fisis zat.

Panas reaksi standart :

Perubahan enthalpy yang dihasilkan dari suatu

reaksi pada tekanan 1 atm, diawali dan diakhiri

dengan sebuah bahan pada temperatur konstan

25oC.


15/33

Perubahan enthalpy total

suatu sistem tergantung pada temperatur,

tekanan, keadaan awal, keadaan akhir dari

reaksi dan tidak tergantung pada jalannya prosesuntuk mencapai keadaan tersebut (tidak

tergantung pada jumlah reaksi kimia

intermediate).


16/33

Difinisi PANAS REAKSI

(+) jadi panas diabsorbsi atau reaksipembentukan panas, atau reaksi endothermis.

(-) jadi panas keluar atau reaksi mengeluarkanpanas, atau reaksi eksothermis.

Lingkungan

* H(+) bila panas masuk ke dalam sistem dari

lingkungannya. Sistem

* H(-) bila panas keluar dari sistem ke lingkungannya.


17/33

Enthalpy is a measure of the heat content of a substance at a giventemperature and pressure. The symbol for enthalpy is H and forchange in enthalpy : (reads "delta H").

The enthalpy of a substance is measure by the amount of energyabsorbed or released during a chemical reaction. The standardconditions for measuring enthalpy are 25 oC and 1 atm of pressure.

The heat of reaction is the amount of heat energy absorbed orreleased by a chemical reaction and is equivalent to H.

Exothermic reactions always have a negative H because theenthalpy of the products is less than that of the reactants since heatis being released.

Endothermic reactions always have a positive H because theenthalpy of the products is greater than that of the reactants sinceheat is being absorbed.

Heat of combustion is the amount of heat released when one moleof a substance is completely burned.


18/33

Panas Reaksi Eksotermis


19/33

Panas Reaksi Endotermis


20/33

Difinisi PANAS PEMBENTUKAN (Hf)

Panas pembentukan molal standart suatu senyawa

adalah

panas reaksi jika 1 mole senyawa dibentuk dari unsur-

unsurnya dalam reaksi yang diawali dan diakhiri pada 25oC

dan tekanan 1 atmosfir.

Misal :

panas pembentukan standard molal H2O cair adalah -68.317,4 cal per gmole, berarti bahwa jika 2 gram H2 (g)

bersenyawa dengan 16 gram O2 pada 25o

C, akanmemberikan panas ke lingkungannya sebesar 68.317,4 cal

dan enthalpy sistem akan berkurang (turun) sebesar 68.317,4

cal.

H2(g) + O2(g) H2O(l) Hf = -68.317,4 cal/gmol

1 gr mol H2 = 2 gr ;1 grmol H2O = 18 gr gr mol O2=16 gr


21/33

PANAS PEMBAKARAN STANDART

Hc

Panas pembakaran suatu zat ialah

panas reaksi yang dihasilkan dari oksidasi zat tersebut

dengan molekul oksigen.

Panas pembekaran bertanda (-), sesuai dengan

perubahan enthalpinya (negatif), karena pada

pembakaran dibebaskan sejumlah energi.

Panas pembakaran standard adalah panas pembakaran

pada 1 atmosfir diawali dan diakhiri pada suhu 25 oC.

Panas pembakaran standard suatu zat tergantung pada

sampai dimana oksidasi terjadi.

Bila tidak ada keterangan khusus harga panas pembakaran

standard dinyatakan pembakaran senyawa, semua karbon

membentuk CO2(g) dan semua hydrogen membentuk H2Ocair.


22/33

PROPERTIES OF FORMATION AND

COMBUSTION REACTIONS

Unit Conversions 2-

185Table

2-178 Heats and Free Energies of Formation of

Inorganic Compounds

2-186

2-179 Enthalpies and Gibbs Energies of

Formation, Entropies, and Net Enthalpies of

Combustion of Inorganic and Organic

Compounds at 298.15 K

2-195

2-180 Ideal Gas Sensible Enthalpies, hT h298

(kJ/kmol), of Combustion Products

2-201

2-181 Ideal Gas Entropies s, kJ/(kmolK), of

Combustion Products

2-202


23/33

HEATS OF SOLUTION

Table

2-182 Heats of Solution of Inorganic Compoundsin Water

2-203

2-

183

Heats of Solution of Organic Compounds in

Water (at Infinite Dilution and Approximately

Room Temperature)

2-206


24/33

HUKUM-HUKUM THERMOKIMIA

HUKUM LAVOISIER DAN LAPLACE

HUKUM HESS


25/33

HUKUM LAVOISIER DAN

LAPLACE

Pada suhu dan tekanan tertentu, jumlah energi yang

dibutuhkan untuk menguraikan senyawa kimia menjadi

unsur-unsurnya adalah tepat sama dengan energi yang

dibebaskan pada pembentukan senyawa itu dari unsur-

unsurnya.

Contoh :

Panas pembentukan NaCl adalah -98.232 cal, berarti

untuk membentuk 1 gmole NaCl dari unsur-unsurnya

membebaskan energi sebesar 98.232 cal (H = -98.232Cal).

Maka untuk menguraikan NaCl menjadi unsur-unsurnya

(Na dan Cl akan membutuhkan energi sebesar 98.232

cal.


26/33

HUKUM HESS

HUKUM HESS :Kalor reaksi dari suatu reaksi tidak bergantung apakah

reaksi tersebut berlangsung satu tahap atau beberapatahap

KEPENTINGAN :Hukum Hess sangat penting dalam perhitungan kalor

reaksi yang tidak dapat ditentukan secaraeksperimen.

Contoh reaksi :1. Reaksi langsung

A B H1 = x Kkal2. Secara tidak langsung

a) lewat C A C H2 = b Kkal=


27/33

b) Lewat D dan EA D H4 = a Kkal

D E H5 = d KkalE B H6 = e Kkal

Maka berlaku hubungan :

x = b + c = a + d + eH1 = H2 + H3 = H4 + H5 + H6

A B

C

D E

x

d

a

cb

e


28/33

Contoh:

Reaksi hidrogen danoksigen

Htotal yaitu sama

Untuk path 3Dan untuk path 1 + path 2


29/33

Contoh:

Reaksi karbon danoksigen

Htotal yaitu sama

Untuk path 3Dan untuk path 1 + path 2


30/33

Contoh soal :

1. Diketahui : 2H2(g) + O2(g) 2H2O(cair)H = -136

Kkal

H2(g) + O2(g) H 2O2(cair) H = -44,8

Kkal

Hitung H untuk reaksi : ?

2H2O2(cair) 2H2O + O2

Jawab :2H2 + O2 2H2O H = -136 Kkal

2H2O2 2H2 + 2O2 H = +89,6 Kkal

= -


31/33

2. Diketahui :I. C + O2 CO2 H = - 94 Kkal

II. H2 + O2 H2O H = - 68 Kkal

III. 2C + 3H2 C2H6 H = - 20 Kkal

Ditanyakan : berapa x pada reaksi :C2H6 + 7/2 O2 2CO2 + 3H2O H = x Kkal

Jawab :I. 2C + 2O2 2CO2 H = -188 Kkal

II.

3H2+ 3/2 O2 3 H2O

H = - 204 KkalIII. C2H6 2C + 3H2 H = 20 Kkal

C2H6 + 7/2 O2 2CO2 + 3 H2O H = -372 Kkal

H = - 372 Kkal, maka x = -372 Kkal.


32/33

Proses pelarutan NaCl


33/33

Proses pelarutan NaCl

Hsoln = Step 1 + Step 2 = 788

784 = 4 kJ/mol 6 6

Materi Kuliah Neraca Panas

Documents

Transcript of Materi Kuliah Neraca Panas